2023-03-07
行業(yè)熱點在低于-700C 的超低溫條件下，有機(jī)體細(xì)胞內(nèi)部的生化反應(yīng)極其緩慢，甚至終止這就是細(xì)胞凍存。水在低于零度的條件下會結(jié)冰。如果將細(xì)胞懸浮在純水中，隨著溫度的降低， 細(xì)胞內(nèi)外的水分都會結(jié)冰，所形成的冰晶會造成細(xì)胞膜和細(xì)胞器的破壞而引起細(xì)胞死亡。
這種因細(xì)胞內(nèi)部結(jié)冰而導(dǎo)致的細(xì)胞損傷稱為細(xì)胞內(nèi)冰晶的損傷。如果將細(xì)胞懸浮在溶液中，隨著溫度的降低，細(xì)胞外部的水分會首先結(jié)冰，從而使得未結(jié)冰的溶液中電解質(zhì)濃度升高。
如果細(xì)胞長時間暴露在如此高溶質(zhì)的溶液中，細(xì)胞膜上的脂質(zhì)分子就會受損，細(xì)胞就會泄漏。當(dāng)溫度恢復(fù)時，大量的水會進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這種由保存溶液中溶質(zhì)濃度升高引起的細(xì)胞損傷稱為溶質(zhì)損傷或溶液損傷。
當(dāng)溫度進(jìn)一步下降時，細(xì)胞內(nèi)外結(jié)冰，造成冰晶損傷。但如果在溶液中加入冷凍保護(hù)劑，可以保護(hù)細(xì)胞免受溶質(zhì)損傷和冰晶損傷。因為冷凍保護(hù)劑很容易與溶液中的水分子結(jié)合，從而降低冰點，減少冰晶的形成，并通過其摩爾濃度降低未結(jié)冰溶液中電解質(zhì)的濃度，使細(xì)胞免受溶質(zhì)損傷，細(xì)胞可以在超低溫下保存。
復(fù)蘇時，一般以快速加熱，1-2分鐘內(nèi)恢復(fù)常溫，細(xì)胞內(nèi)外不會形成大冰晶，也不會長時間暴露在高濃度電解質(zhì)溶液中，無冰晶損傷和溶質(zhì)損傷，冷凍細(xì)胞恢復(fù)后仍保持正常結(jié)構(gòu)和功能。
冷凍保護(hù)劑對細(xì)胞的冷凍保護(hù)效果也與冷凍速率、冷凍溫度和復(fù)溫速率有關(guān)。不同的冷凍保護(hù)劑有不同的冷凍保護(hù)效果。
